Đồ án thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ

Đồ án thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ Mục lục Chuơng I: Điều kiện tự nhiên và địa chất mỏ Bạch Hổ1 I. Đặc điểm địa lý vựng mỏ.1 II. Đặc điểm khí hậu và thủy văn.1 III. Cấu tạo địa chất mỏ Bạch Hổ.2 1. Trầm tích neogen và đệ tứ.2 2. Trầm tớch hệ paleogen-kỷ kanozoi.3 3. Đá móng kết tinh kainoizoi.3 IV. Đặc điểm kiến tạo mỏ Bạch Hổ.4 V. các điều kiện ảnh hưởng đến công tác khoan.5 Chương II: Chọn và tính toán cấu trúc giếng khoan6 I. Chọn cấu trỳc cho giếng khoan.6 1. Cột ống chống định hướng.7 2. Cột ống chống dẫn hướng.7 3. Cột ống trung gian thứ nhất.7 4. Cột ống trung gian thứ hai.8 5. Cột ống trung gian thứ ba.8 6. Cột ống chống khai thỏc.8 II. Tớnh toán cấu trúc giếng khoan MSP5.9 1. Cột ống chống khai thác.9 2. Cột ống chống trung gian thứ ba.10 3. ống chống trung gian thứ hai.10 4. ống chống trung gian thứ nhất.10 5. ống chống dẫn hướng.11 Chương III: Tính toán chọn loại ống chống14 I. Tính cột ống chống dẫn hướng 508.17 II. Tính cột ống trung gian thứ nhất.17 1. áp suất dư trong.17 2. áp suất dư ngoài.18 3. Vẽ biểu đồ áp suất dư với hệ số bền dự trữ n1, n2 (hỡnh 1)18 4. Chọn loại cột ống chống theo biểu đồ áp suất dư.18 5. Kiểm toán lại với hệ số dữ trữ bền n3 :19 III. Tớnh cột ống chống trung gian thứ hai 245 mm.19 1. áp suất dư trong.19 2. áp suất dư ngoài.20 3. Vẽ biểu đồ áp suất dư với hệ số bền dự trữ n1, n2 (hỡnh 2).20 4. Chọn loại ống chống theo biểu đồ áp suất dư.20 5. Kiểm toỏn lại với hệ số dữ trữ bền n3,Error! Objects cannot be created from editing field codes.:21 IV. Tớnh cột ống trung gian thứ ba 193,7 mm.21 1. áp suất dư trong.21 2. áp suất dư ngoài.22 3. Vẽ biểu đồ áp suất dư với hệ số dữ trữ bền (hỡnh 3).22 4. Chọn loại cột ống chống theo biểu đồ áp suất dư.22 5. Kiểm toỏn lại với hệ số dữ trữ bền n3,Error! Objects cannot be created from editing field codes..23 V. Tớnh cột ống chống khai thỏc 193,7139,7 mm.23 1. áp suất dư trong.23 2. áp suất dư ngoài.23 3. Vẽ biểu đồ áp suất dư (hỡnh 4).24 4. Chọn loại cột ống chống theo biểu đồ áp suất.24 5. Kiểm toỏn lại với hệ số bền dự trữ n3,Error! Objects cannot be created from editing field codes.:25 Chương IV: Chọn thiết bị và dụng cụ khoan32 I. Thỏp khoan và cỏc thiết bị nõng thả.32 1. Thỏp khoan.32 2. Hệ thống palăng.33 3. Tời khoan.34 II. Thiết bị khoan.35 1. Máy khoan.35 2. Bàn roto.36 3. Máy bơm khoan.36 4. Tổ hợp máy bơm trám xi măng 3CA – 400.36 III. Dụng cụ khoan.37 1. Choõng khoan.37 2. Cột cần khoan.38 3. Tớnh toỏn lựa chọn cấu trỳc bộ dụng cụ khoan.40 Chương V: Tính toán trám xi măng45 I. Xác định chiều cao trám xi măng.45 II. Tính toán trám xi măng ở các cột ống chống.47 III. Kiểm tra chất lượng trám xi măng.51 Chương VI: Chế độ khoan52 I. Phương pháp khoan.52 1. Phương pháp khoan roto.52 2. Phương pháp khoan tua bin.52 3. Chọn phương pháp khoan cho từng khoảng khoan.53 II. Thụng số chế độ khoan.54 1. Tính toán lưu lượng nước rửa cho từng khoảng khoan.55 2. Tải trọng đáy.56 3. Tốc độ quay của choũng.58

Đồ án môn học - Chương I điều kiện tự nhiên và địa chất mỏ Bạch Hổ i. đặc điểm địa lý vùng mỏ. Mỏ Bạch Hổ nằm ở lô số 9 thuộc biển Đông, diện tích mỏ khoảng chừng 10.000km 2 , cách đất liền khoảng 120km theo đường chim bay, cách cảng dịch vụ của xí nghiệp liên doanh dầu khí VietSovPetro (XNLD VSP) khoảng 120km. ở phía Tây của mỏ khoảng 35km là mỏ Rồng, xa hơn nữa là mỏ Đại Hùng . Toàn bộ cơ sở dịch vụ trên bờ của XNLD VSP nằm trong phạm vi thành phố Vũng Tàu bao gồm xí nghiệp khoan biển, xí nghiệp khai thác, xí nghiệp dịch vụ kỹ thuật, xí nghiệp vận tải biển, viện dầu khí ii. đặc điểm khí hậu và thủy văn. Khí hậu vùng mỏ là khí hậu cận nhiệt đới gió mùa. Mỏ nằm trong khu vực khối không khí có chế độ tuần hoàn ổn định. Mùa đông có gió Đông Nam mùa hè có gió Tây Nam. Gió Đông Nam kéo dài từ tháng 11 đến tháng 3 năm tiếp theo. Gió mạnh thổi thường xuyên, tốc độ gió thời kỳ này là 6-11m/s. Gió Tây Nam kéo dài từ tháng 6 đến tháng 9 hàng năm, gió nhẹ không liên tục tốc độ gió thường nhỏ hơn 5m/s. Trong mùa chuyển tiếp từ tháng 4 đến tháng 5 và tháng 10 gió không ổn định, thay đổi hướng liên tục. Bão thường xảy ra vào các tháng 7, 8, 9 và 10 trong tháng 12 và tháng 1 hầu như không có bão. Trung bình hàng năm mỏ Bạch Hổ có 8,3 cơn bão thổi qua, hướng chuyển động chính của bão là Tây và Tây Bắc, tốc độ di chuyển trung bình là 28km/h cao nhất là 45km/h. Trong tháng 11 sóng có chiều cao nhỏ hơn 1m là 13,38%, tháng 12 là 0,8%. Trong tháng 3 loại sóng thấp hơn 1m lên đến 44,83%. Tần số xuất hiện sóng cao hơn 5m là 4,8% và xuất hiện chủ yếu và tháng 11 và tháng 1. Nhiệt độ trung bình hàng năm là 27 0 C, cao nhất là 35,5 0 C và thấp nhất là 21,5 0 C. Nhiệt độ trên mặt nước biển từ 24,1 0 C đến 30,32 0 C. Nhiệt độ đáy biển từ 21,7 0 C đến 29 0 C. Độ ẩm trung bình của không khí hàng năm là 82,5%. Số ngày có mưa tập trung vào các tháng 5, 7, 8 và 9 (chiếm 15 ngày trên tháng), tháng 1, 2 và 3 thực tế không có mưa. Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ 1 Đồ án môn học - III. Cấu tạo địa chất mỏ Bạch Hổ. Theo trình tự nghiên cứu bắt đầu từ phương pháp đo địa vật lý, chủ yếu là đo địa chấn, các phép đo địa vật lý trong lỗ khoan, sau đó đến các phương pháp phân tích mẫu đất đá thu được, người ta xác định khá rõ ràng các thành hệ của mỏ Bạch Hổ. Đó là các trầm tích thuộc các hệ Đệ tứ, Neogen và Paleogen phủ trên móng kết tinh Jura-Kretta có tuổi tuyệt đối từ 97-108,4 triệu năm. Từ trên xuống dưới cột địa tầng tổng hợp của mỏ Bạch Hổ được xác định như sau: 1. Trầm tích neogen và đệ tứ. a) Trầm tích Plioxen-Pleixtoxen (điệp biển Đông): Điệp này được thành tạo chủ yếu từ cát và cát dăm, độ gắn kết kém, thành phần chính là Thạch anh, Glaukonite và các tàn tích thực vật. Từ 20-25% mặt cắt là các vỉa kẹp Montomriolonite, đôi khi gặp những vỉa sét vôi mỏng. Đất đá này thành tạo trong điều kiện biển nông, độ muối trung bình và chịu ảnh hưởng của các dòng chảy, nguồn vật liệu chính là các đá Macma axit. Bề dày điệp dao động từ 612-654m. Dưới điệp biển Đông là các trầm tích của thống Mioxen thuộc hệ Neogen. b) Trầm tích Mioxen: Thống này được chia ra 3 phụ thống: - Mioxen trên (điệp Đồng Nai): Đất đá điệp này chủ yếu là cát dăm và cát với độ mài mòn từ trung bình đến tốt. Thành phần Thạch anh chiếm từ 20-90% còn lại là Fenspat và các thành phần khác như đá Macma, phiến cát vỏ sò Bột kết hầu như không có nhưng cũng gặp những vỉa sét và sét kết dày đến 20m và những vỉa cuội mỏng. Chiều dày điệp này tăng dần từ giữa (538m) ra hai cánh (619m). - Mioxen giữa (điệp Côn Sơn): Phần lớn đất đá của điệp này được tạo từ cát, cát dăm và bột kết. Phần còn lại là các vỉa sét, sét vôi mỏng và đá vôi. Đây là những đất đá lục nguyên dạng bở rời màu xám vàng và xám xanh, kích thước hạt từ 0,1-10mm, thành phần chính là thạch anh (hơn 80%), Fenspat và các đá phun trào có màu loang lổ, bở rời mềm dẻo, thành phần chính là Montmoriolonite. Bề dày điệp từ 810-950m. - Mioxen dưới (điệp Bạch Hổ): Đất đá của điệp này nằm bất chỉnh hợp góc, thành tạo Oligoxen trên. Gồm chủ yếu là những tập sét dày và những vỉa cát, bột mỏng nằm xen kẽ nhau. Sét có màu tối nâu loang lổ xám, thường là mềm và phân lớp. Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ 2 Đồ án môn học - 2. trầm tích hệ paleogen-kỷ kanozoi. Thành tạo của thống Oligoxen thuộc hệ Paleogen được chia ra làm hai phụ thống: a) Oligoxen trên (điệp Trà Tân): Các đất đá trầm tích này bao trùm toàn bộ diện tích mỏ. Phần trên là các tập sét màu đen rất dày (tới 266m). Phần dưới là cát kết, sét kết và bột kết nằm xen kẽ. Điệp này chứa năm tầng dầu công nghiệp: 1, 2, 3, 4 ,5. Sự phân chia có thể thực hiên sâu hơn tại hàng loạt các giếng khoan trong đó điệp Trà Tân được chia ra làm 3 phụ điệp: dưới, giữa và trên. ở đây gặp có sự thay đổi hướng đá mạnh, trong thời kỳ hình thành trầm tích này có thể có hoạt động núi lửa ở phần trung tâm và cuối phía bắc của vỉa hiện tại, do có gặp các đá phun trào trong một số giếng khoan. Ngoài ra còn gặp các trầm tích than sét kết màu đen, xám tối đến nâu bị ép nén, khi vỡ có mặt trượt. b) Oligoxen dưới (điệp Trà Cú): Thành tạo này có tại vòm bắc và rìa nam của mỏ. Gồm chủ yếu là sét kết (60- 70% mặt cắt), có từ màu đen đến xám tối và nâu, bị ép nén mạnh, giòn mảnh vụn vỡ sắc cạnh có mặt trượt, dạng khối hoặc phân lớp. Đá được thành tạo trong điều kiện biển nông, ven bờ hoặc sông hồ. ở đây gặp 5 tầng dầu công nghiệp 6, 7, 8, 9, 10. - Các tập đá cơ sở (vỏ phong hóa): Đây là nền cơ sở cho các tập đá Oligoxen dưới phát triển trên bề mặt móng. Nó được thành tạo trong điều kiện lục địa bởi sự phá hủy cơ học của địa hình. Đá này nằm trực tiếp trên móng do sự tái trầm tích của mảnh vụn của đá móng có kích thước khác nhau. Thành phần gồm:cuội cát kết hạt thô, đôi khi gặp đá phun trào. Chiều dày điệp Trà Cú và các tập cơ sở thay đổi từ 0-412m và từ 0-174m. 3. đá móng kết tinh kainoizoi. Đây là các thành tạo Granite nhưng không đồng nhất mà có sự khác nhau về thành phần thạch học, hóa học và về tuổi. Có thể giả thiết rằng có hai thời kỳ thành tạo đá Granite: vòm bắc vào kỷ Jura, vòm nam và vòm trung tâm vào kỷ Karetta. Diện tích của bể Batholit Granite này có thể tới hàng nghìn km 2 và bề dày thường không quá 3 km. Đá móng bắt đầu từ độ sâu 3888-4400m. Đây là một bẫy chứa dầu khối điển hình và có triển vọng cao. Hiện nay tầng móng là tầng khai thác quan trọng ở mỏ Bạch Hổ. Dầu tự phun từ đá móng với lưu lượng lớn là một hiện tượng độc đáo, trên thế giới chỉ gặp một số nơi như Bom bay-ấn Độ, Anggile-Li Bi và một vài nơi khác. Giếng khoan sâu vào tầng móng ở mỏ Bạch Hổ chưa tìm thấy ranh giới dầu nước. Để giải thích cho Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ 3 Đồ án môn học - sự hiện diện của dầu trong đá móng kết tinh người ta tiến hành nghiên cứu và đưa ra kết luận sự hình thành không gian rỗng chứa dầu trong đá móng ở mỏ Bạch Hổ là do tác động đồng thời của nhiều yếu tố địa chất khác nhau. iV. đặc điểm kiến tạo mỏ Bạch Hổ. Mỏ Bạch Hổ là một nếp lồi gồm 3 vòm, kéo dài theo phương kinh tuyến bị phức tạp bởi hệ thống đứt gãy, biên độ và độ kéo dài giảm dần về phía trên mặt cắt. Cấu trúc tương phản nhát được thể hiện trên mặt tầng móng bằng các trầm tích Oligoxen dưới. Đặc tính địa lũy thấy rất rõ ở phần dưới của mặt cắt. Nếp lồi có cấu trúc bất đối xứng nhất là phần vòm. Góc dốc của vỉa tăng theo độ sâu từ 8-28 0 ở cánh Tây, 6-21 0 ở cánh Đông. Trục nếp uốn ở phần kề vòm thấp dần về phía Bắc góc dốc 1 0 và tăng dần đến 9 0 khi ra xa hơn, ở phía Nam sụt xuống thoải hơn góc dốc khoảng 6 0 ,với mức độ ngiêng của đá 50-200m/km. Phá hủy kiến tạo chủ yếu theo hai hướng á kinh tuyến và đường chéo, các đứt gãy chính gồm có: đứt gãy số I và đứt gãy số II Ta có thể chia cấu tạo mỏ Bạch Hổ thành hai tầng cấu trúc chính như sau: + Tầng cấu trúc trước Đệ tam: Tầng này được thành tạo bởi các đá biên chất, phun trào và các đá xâm nhập có tuổi khác nhau, về mặt hình thái tầng cấu trúc này khá phức tạp. Trải qua nhiều giai đoạn kiến tạo hoạt hóa macma vào cuối Mezozoi gây ra biến vị mạnh, bị nhiều đứt gãy với biên độ phá hủy lớn, đồng thời cũng bị nhiều pha Granitoid xâm nhập. + Tầng cấu trúc hai: Gồm tất cả các đá tuổi Kainozoi và được chia ra làm 3 phụ tầng cấu trúc. Các phụ tầng cấu trúc được phân biệt nhau bởi biên dạng cấu trúc, phạm vi phân bố, sự bất chỉnh hợp (theo tài liệu địa chấn hoặc tài liệu giếng khoan). Phụ tầng cấu trúc thứ nhất bao gồm các trầm tích tuổi Oligoxen, phân biệt với tầng cấu trúc dưới bằng bất chỉnh hợp nằm trên móng phong hóa bào mòn mạnh và với phụ tầng cấu trúc trên bằng bất chỉnh hợp Oligoxen-Mioxen. Phụ tầng này được tạo bởi hai tầng trầm tích, tập trầm tích dưới có tuổi Oligoxen tương đương với điệp Trà Cú. Trên tập trầm tích dưới cùng là tập trầm tích tương đương với điệp Trà Tân, chủ yếu là sét tích tụ trong điều kiện sông hồ châu thổ. Phụ tầng cấu trúc thứ hai bao gồm trầm tích của các hệ tầng Bạch Hổ, Côn Sơn, Đồng Nai có tuổi Mioxen. So với phụ tầng thứ nhất, phụ tầng này có sự biến dạng mạnh hơn, đứt gãy chỉ tồn tại ở phần dưới càng lên trên càng mất dần cho đến mất hẳn ở tầng trên cùng. Phụ tầng cấu trúc thứ ba gồm trầm tích của hệ tầng biển Đông có tuổi Oligoxen đến hiện tại, có cấu trúc đơn giản phân lớp đơn điệu hầu như nằm ngang. Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ 4 Đồ án môn học - V. các điều kiện ảnh Hưởng đến công tác khoan. Điều kiện địa chất của mỏ Bạch Hổ rất phức tạp, nó gây nhiều khó khăn cho công tác khoan, chủ yếu là các khó khăn sau: -Sập lở thành giếng khoan trong các tầng đất đá mềm bở rời phía trên từ 85- 2200m -Bến dạng bó hẹp thành giếng khoan trong các tầng trầm tích nhiều sét từ 2200-4080m. -Dị thường áp suất phân bố không đều. -Các đứt gãy kiến tạo gặp phải khi khoan gây mất dung dịch và làm lệch hướng giếng khoan. -Hiện nay do quá trình khai thác nhiều nên áp suất vỉa của tầng móng đã giảm xuống, có nơi nhỏ hơn áp suất bão hòa tạo thành mũ khí, kết hợp với sự nứt nẻ hang hốc gây ra mất dung dịch, thụt cần khoan. Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ 5 Đồ án môn học - Chương ii Chọn và tính toán cấu trúc giếng khoan i. chọn cấu trúc cho giếng khoan. Ta phải chọn cấu trúc giếng sao cho phải đảm bảo được yêu cầu là thả được ống chống khai thác để tiến hành khai thác bình thường. Đồng thời ta phải xuất phát từ tài liệu chất khu vực thi công giếng khoan (đặc biệt là khi có các tầng phức tạp và dị thường áp suất cao), cụ thể là tính chất cơ lý của các vỉa đất đá như độ bở rời, độ cứng, độ trương nở, áp suất vỉa, nhiệt độ vỉa Cấu trúc giếng khoan trên biển phải đảm bảo các yếu tố sau: -Ngăn cách hoàn toàn nước biển, giữ ổn định thành và thân giếng khoan để việc kéo thả các bộ khoan cụ, các thiết bị khai thác, sửa chữa ngầm được tiến hành bình thường. -Chống hiện tượng mất dung dịch khoan. -Giếng khoan phải làm việc bình thường khi khoan qua tầng có áp suất cao và tầng sản phẩm có áp suất vỉa nhỏ hơn so với tầng có áp suất cao phía trên. -Bảo vệ thành giếng khi có sự cố phun. -Đường kính của cột ống khai thác cũng như các cột ống chống khác phải là cấp đường kính nhỏ nhất, đơn giản và gọn nhẹ nhất trong điều kiện cho phép của cấu trúc giếng. -Cấu trúc giếng phải phù hợp với yêu cầu kỹ thuật, khả năng cung cấp thiết bị, đảm bảo độ bền và an toàn trong suốt quá trình khai thác cũng như sửa chữa giếng sau này. Nói tóm lại nó phải phù hợp với điều kiện địa chất, công nghệ và thích hợp với khả năng thi công. Căn cứ vào biểu đồ kết hợp áp suất dọc theo chiều sâu cột địa tầng của giếng MSP.5 ta có thể chọn cấu trúc ống chống cho giếng khoan như sau: Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ 6 Đồ án môn học - 1. Cột ống chống định hướng. Dựa vào kinh nghiệm khoan trên mỏ Bạch Hổ, người ta thường sử dụng ống cách nước loại Φ720×16×D (do thi công trên biển nên phải cách nước, điều kiện địa chất phức tạp nên phải dự phòng thi công phức tạp phải thêm cột ống, chiều sâu có thể thay đổi). Dùng búa máy để đóng ống xuống đáy biển tới 35m, khoảng cách từ đáy biển lên mặt nước là 50m, từ mặt nước lên bàn roto là 35m, vậy tổng chiều dài cột ống chống định hướng là 120m. 2. Cột ống chống dẫn hướng. Cũng dựa vào kinh nghiệm khoan trên mỏ Bạch Hổ, ống dẫn hướng thường là được chống tới độ sâu khoảng 250m. Do ở độ sâu này ta đã khoan qua lớp đất đá đệ tứ bở rời mới hình thành, có độ gắn kết kém nên thành giếng khoan dễ bị sập lở khi ta thay đổi chế độ khoan để khoan sâu vào vùng đất đá có độ cứng lớn hơn. Ngoài ra, do điều kiện địa chất phức tạp ta phải chống nhiều cột ống nên ta phải chôn ống dẫn hướng có độ sâu đủ lớn để chịu được tải trọng của các cột ống khác treo lên nó. Chính vì thế, để đảm bảo an toàn cho quá trình khoan người ta phải chống ống dẫn hướng này. 3. Cột ống trung gian thứ nhất. Khi khoan qua điệp Biển Đông, áp suất vỡ vỉa tăng dần do thay đổi địa tầng, đất đá bền vững hơn. Để tăng tốc độ cơ học khoan, ta phải thay đổi thông số chế độ khoan và một vài thông số của dung dịch khoan (tăng tỷ trọng dung dịch, tăng tải trọng đáy, tăng áp lực bơm rửa). Với các thông số như vậy nếu ta không chống ống sẽ rất dễ xảy ra sập lở thành giếng khoan. Ta cần tính toán chiều sâu cột ống trung gian thứ nhất sao cho nó có thể khoan qua tầng Mioxen một cách an toàn. Độ sâu chống ống có thể tính bằng công thức sau: ( ) [ ] 40v yv0ya4 n0,1γm lmlγllk0,1n L − +−− = Trong đó: L : Khoảng cách từ miệng giếng khoan đến chân đế ống chống trung gian thứ nhất n 4 : Hệ số dự trữ bền vỡ vỉa đất đá khi khoan l : Khoảng cách từ miệng giếng khoan đến điểm xuất hiện dầu khí l y : Khoảng cách đáy biển đến ống chân đế ống định hướng k a : Hệ số tăng áp lực vỉa γ 0 : Trọng lượng riêng hỗn hợp chất lỏng khi xuất hiện dầu khí Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ 7 Đồ án môn học - ( ) [ ] ( ) m1248 ,10,1.0,84.10,15 0,15.350,84.30603530601,050,1.1,1 L = − +−− = Công thức trên cho phép ta xác định chiều sâu ống chống nhỏ nhất dựa vào chiều sâu tầng có dị thường áp suất cao, nơi có thể xảy ra hiện tượng dầu khí phun. Trên cơ sở lí luận và tính toán, ta chọn chiều sâu chống ống trung gian thứ nhất là 1250m. 4. Cột ống trung gian thứ hai. Khi ta khoan qua tầng Mioxen, áp suất vỉa tăng cao, nếu ta giữ nguyên tỷ trọng dung dịch cũ sẽ dẫn đến hiện tượng phun dầu khí. Do đó, để khoan tiếp ta phải tăng tỷ trọng dung dịch khoan. Nhưng nếu ta tăng tỷ trọng dung dịch khoan thì sẽ dẫn đến hiện tượng sập lở, nứt vỡ, mất dung dịch ở các đoạn khoan qua phía trên với tỷ trọng dung dịch nhỏ hơn (tầng áp suất vỉa thấp). Chính vì thế, để khoan tiếp vào tầng Oligoxen ta phải tiến hành chống ống trung gian thứ hai ở độ sâu 3060m. 5. Cột ống trung gian thứ ba. Trong tầng Oligoxen, khi khoan qua tầng phản xạ SG-11, áp suất vỉa giảm đột ngột. Để khoan tiếp thì ta cần phải giảm tỷ trọng dung dịch khoan để cân bằng với áp suất vỉa, tránh hiện tượng mất dung dịch. Nhưng nếu giảm tỷ trọng dung dịch thì có thể xảy ra hiện tượng dầu khí phun ở tầng phản xạ SG-8 (nơi có áp suất vỉa cao hơn). Do đó để khoan tiếp ta phải chống ống trung gian thứ ba từ độ sâu 3790 lên đến trên đế ống chống trung gian thứ hai là 100m nhằm mục đích ngăn cách tầng áp suất cao trong khoảng từ 3060 đến 3790m. ở đây ta chỉ chống ống chống lửng mà không chống lên đến miệng giếng là do hiệu quả kinh tế và điều kiện kỹ thuật cho phép. 6. Cột ống chống khai thác. Khoan tới độ sâu 4360m thì ta tiến hành chống cột ống khai thác. Ta chỉ chống từ nóc tầng móng (4080m) lên tới miệng giếng, còn đoạn thân giếng nằm trong tầng móng thì để trần do đất đá ở đây rất bền vững. ống chống khai thác này gồm hai cấp đường kính lớn dần từ dưới lên. Đoạn từ đầu treo ống chống lửng tới đáy giếng do khoan bằng choòng có đường kính nhỏ hơn đường kính trong của ống chống lửng nên ống chống khai thác ở đoạn này có cấp đường kính nhỏ nhất, đoạn này sẽ dài từ đế lên tới trên đầu treo ống lửng là 100m. Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ 8 Đồ án môn học - Đoạn tiếp theo phía trên có cấp đường kính lớn hơn, nó sẽ bằng đường kính ống chống lửng. Sử dụng đường kính lớn như vậy là nhằm mục đích tạo điều kiện thuận lợi cho việc thiết kế khai thác, kéo thả cần HKT cùng các thiết bị lòng giếng, đo địa vật lý, sửa chứa ngầm Đồng thời khi chọn cấp đường kính như vậy ta còn phải dựa vào lưu lượng khai thác dự đoán. ii. tính toán cấu trúc giếng khoan MSP5. Ta đã chọn cấu trúc cho giếng khoan MSP.5 là dạng cấu trúc 4 cột ống, gồm: ống chống định hướng, ống chống dẫn hướng, ống chống trung gian thứ nhất, ống chống trung gian thứ hai, ống chống trung gian thứ ba và cột ống chống khai thác. Sau đây ta tiến hành tính toán đường kính của các cột ống chống đó và đường kính choòng tương ứng. Việc tính toán được tiến hành từ dưới lên, bắt đầu từ đường kính của cột ống chống khai thác cho đến cột ống chống ngoài cùng. Tính toán cấu trúc phải đảm bảo cho quá trình khoan, thả ống chống đến chiều sâu dự kiến được thông suốt, đảm bảo trám xi măng được thuận lợi. 1. Cột ống chống khai thác. - Dựa vào lưu lượng dự đoán và kích thước của các thiết bị lòng giếng cũng như các thiết bị đo sâu ta chọn đường kính ống chống khai thác nằm trong đoạn tầng khai thác (đoạn có cấp đường kính nhỏ nhất) là: D kt1 = 140mm -Tính đường kính choòng tương ứng để khoan ống chống khai thác D ckt1 theo công thức sau: D ckt1 = D mkt1 +2δ Trong đó: D mkt 1 : đường kính mupta ống chống khai thác cấp đường kính nhỏ δ : khoảng hở giữa mupta và thành giếng Vì ống Φ140, sử dụng đầu nối FJL nên có D mkt1 =D kt1 =140 (mm). Chọn δ = 10mm. Vậy D ckt1 = 140 + 2.10 = 160 (mm). Căn cứ vào các cấp đường kính chuẩn của choòng ta chọn D ckt1 = 165,1 (mm). - Đoạn trên của ống chống khai thác có đường kính bằng đường kính của cột ống chống lửng nên ta tính sau. Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ 9 Đồ án môn học - 2. Cột ống chống trung gian thứ ba. -Để tính đường kính ngoài của ống chống trung gian thứ ba ta cần xác định đường kính trong của nó dựa vào D ckt1. . Đường kính của choòng khoan ống chống tiếp theo phải nhỏ hơn đường kính trong của ống chống trước đó tối thiểu là (10 ÷ 15) mm. Ta xác định đường kính trong của ống chống trung gian thứ ba d tg3 như sau: d tg3 > D ckt1 + (10 ÷ 15) d tg3 > 165,1 + (10 ÷ 15) = 175,1 ÷ 180,1 (mm) Từ đường kính trong này ta chọn đường kính ngoài cho ống chống là: D tg3 = 193,7 mm (căn cứ vào bảng các cấp đường kính ống chống chuẩn). -Đường kính choòng khoan tương ứng D ctg3 : D ctg3 = D mtg3 + 2δ Trong đó D mtg3 là đường kính mupta cột ống chống trung gian thứ ba, do dùng đầu nối FJL nên D mtg3 = D tg3 = 193,7 mm. Khoảng hở δ chọn: δ = 15 mm. Vậy: D ctg3 = 193,7 + 2.15 = 223,7 (mm) Chọn đường kính choòng khoan D ctg3 = 215,9 (mm). 3. ống chống trung gian thứ hai. - Đường kính trong của ống chống trung gian thứ hai d tg2 : d tg2 > D ctg3 + (10 ÷ 15) = 215,9 + (10 ÷ 15) = 225,9 ÷ 230,9 (mm). Chọn đường kính ngoài cho ống chống trung gian thứ hai: D tg2 = 244,5 (mm). - Vậy đường kính choòng khoan tương ứng là: D ctg2 = D mtg2 + 2δ Do sử dụng ống Φ244,5 và đầu nối BTS nên có: D mtg2 = 257 (mm). Chọn khoảng hở δ = 25 mm. Do đó: D ctg2 = 257 + 2.25 = 307 (mm). Chọn đường kính choòng khoan ống chống trung gian thứ hai là: D ctg2 = 311,15 mm. 4. ống chống trung gian thứ nhất. -Đường kính trong ống trung gian thứ nhất d tg1 : Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ 10 [...]... sut d dc theo thnh ng ng kớnh 340 mm Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ 26 Đồ án môn học 0 20 40 60 80 100 120 125 250 375 500 625 750 875 100 1125 1250 n v: Trc tung ì trc honh: m ì kG/cm2 Hỡnh 2 Biu phõn b ỏp sut d dc theo thnh ng 244,5 mm Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ 27 Đồ án môn học 0 - 50 100 150 200 250 300... biu phõn b ỏp sut d dc theo thnh ng 194 mm Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ 28 Đồ án môn học 0 - 50 100 150 151,5 3060 200 250 254,5 300 350 3100 3200 3300 3400 3500 3600 3700 3790 132,4 146,7 n v: Trc tung ì trc honh: m ì kG/cm2 Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ 29 Đồ án môn học - Hỡnh 4 biu phõn b ỏp sut d dc theo... 1m khoan, q = 35(kg/m) BHY 4000: Qcf = 1,1ì10-3ì4000ì35 = 154 (T) BHY 5000: Qcf = 1,1ì10-3ì5000ì35 = 192,5 (T) Vy ta chn mỏy BHY 5000 Mỏy khoan tng ng vi nú l Uralmas 3D 76, cú cỏc thụng s k thut sau: cỏc thụng s Chiu sõu khoan cho phộp (m) Ti trng kộo cho phộp (T) mỏy khoan uralmas 3d 76 4000 ữ 5000 200 ữ 250 Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ 34 Đồ án. .. 500 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 3790 4000 4360 Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ 30 Đồ án môn học - n v: Trc tung ì trc honh: m ì kG/cm2 chng iv chn thit b v dng c khoan I thỏp khoan v cỏc thit b nõng th 1 Thỏp khoan Khi chn thỏp khoan thỡ ta phi chn theo hai tiờu chun l ti trng thng ng v chiu cao ca thỏp khoan Hai tiờu chun ny ph thuc vo chiu sõu ca ging... chng nh ó chn chng trc Da vo cng ca ỏ va chn loi choũng cho thớch hp v kt hp vi kinh nghim khoan trờn m v kh nng cung cp ca xớ nghip, ta chn c cỏc loi choũng khoan cho tng khong khoan nh sau: Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ 35 Đồ án môn học tt 1 2 3 4 5 6 - khong khoan (m) 85 ữ 250 250 ữ 1275 1275 ữ 3200 3200 ữ 4020 4020 ữ 4350 4350 ữ 4660 loi choũng IADC... Vy cu trỳc trờn l m bo an ton Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ 22 Đồ án môn học - v tớnh ct ng chng khai thỏc 193,7ì139,7 mm 1 ỏp sut d trong - ỏp sut ming ging ti thi im úng ging khi cú xut hin du khớ (o = 0,75) Nú c xỏc nh theo cụng thc nh sau: Pt = 346 0,1ì0,75ì4360 = 19 (kG/cm2) - Sau khi khai thỏc xong tng múng ta quay li khai thỏc tng Oligoxen phớa trờn... ct dung dch khoan Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ 15 Đồ án môn học - - Pxhz: ct hn hp dung dch khi xut hin du khớ - Pdx: ct dung dch xi mng - Pdez: ct dung dch ộp - Pv: va + H s bn d tr khi tớnh toỏn: - n1: ỏp sut d ngoi - n1 : ỏp sut ngoi trong khong khai thỏc 1 - n2: ỏp sut d trong - n3: bn kộo ti mi ren - n1 : bn kộo thõn 3 - n4: v va t ỏ khi khoan + H s:... k55 100 5,9 5,9 244,5 btc n80 3000 159,9 165,8 244,5 btc n80 3 2 1 4 2 Khong ng chng (m) Khi lng (T) 9,022 ng kớnh ng (mm) loi u ni Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ mỏc thộp b dy (mm ) 11,1 3 10,9 2 10,9 2 9,65 10,0 3 8,94 25 Đồ án môn học - 3 0 ữ 100 100 5,9 171,7 244,5 btc n80 1 3200 ữ 4020 3100 ữ 3200 3000 ữ 4350 2510 ữ 3000 0 ữ 2510 820 41,2 41,2 193,7 fjl... trong phn tớnh toỏn: + Khong cỏch t ming ging khoan n (m): - L: Chõn ng chng ang tớnh - L0: Chõn ng chng trc - Lm: im t mỳp ta trỏm phõn tng - l: im xut hiờn du khớ - lm: mt bin - ld: ỏy bin - H: mc cht lng trong ging khi xut hin du khớ - Hdm: mc cht lng trong ging khi mt dung dch Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ 14 Đồ án môn học - - h: mc xi mng sau ct ng chng... thỏc du khớ ti m Bch H 11 ỏn mụn hc - Thit k k thut ging khoan thm dũ v khai thỏc du khớ ti m Bch H 12 Đồ án môn học - Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ 13 Đồ án môn học - Chng III Tớnh toỏn chn loi ng chng Trong khi th v trong sut quỏ trỡnh khai thỏc ging ct ng chng phi chu cỏc ti trng ln v phc tp Vỡ vy mi ct ng chng th xung trong ging u phi c tớnh toỏn v la chn . thụt cần khoan. Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ 5 Đồ án môn học - Chương ii Chọn và tính toán cấu trúc giếng khoan i. chọn cấu trúc cho giếng khoan. Ta. lòng giếng, đo địa vật lý, sửa chứa ngầm Đồng thời khi chọn cấp đường kính như vậy ta còn phải dựa vào lưu lượng khai thác dự đoán. ii. tính toán cấu trúc giếng khoan MSP5. Ta đã chọn cấu trúc. chọn cấu trúc ống chống cho giếng khoan như sau: Thiết kế kỹ thuật giếng khoan thăm dò và khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ 6 Đồ án môn học - 1. Cột ống chống định hướng. Dựa vào kinh nghiệm khoan